80C51便携式产品中的低功耗设计

　
　　IWRITE=（V·C·f）·(1/n)·(X+Y)(5)
　　
　　式中：V=Vcc；C是每个引脚的负载电容和电路板的线路电容，大约2pF/in(in为英寸)；f是CPU工作频率；n=24，每个总线周期所花费的机器周期数；X是寻址阶段变化的引脚数；Y是传输数据阶段变化引脚数。
　　
　　二、PDA类产品中CPU的选择
　　
　　近年来80C51衍生产品涌现出许多低电压、低功耗品种，各具特色。如：ATMEL公司AT89LV5X系列，程序存储器4KB～20KB；PHILIPS公司LPC系列，高速低耗，片内集成的多种低功耗功能，极有阶段，但程序存储器空间只有2KB或4KB；台湾华邦公司W78LE和W77LE系列，有8～64KB程序空间和普通/高速多种型号可以选择。选择合适的CPU还有与后介绍的各项低功耗设计技术的使用有关，与软件规划和正确编程有关。
　　
　　在开发过程中，我们经过试用和比较，发现适合PDA类产品应用、性能价格比最高的选择是华邦公司的W78LE516。W78LE516是华邦公司2000年发由的新产品，它有以下特点适合PDA类产品：
　　
　　·工作电压2.4～5.5V，适合便携式产品的供电方式；
　　
　　·全静态设计，工作频率从0到最大40MHz，适合低功耗产品的特殊要求；
　　
　　·64KB可多次编程的片内应用程序存储器，非常适合于较大的程序和高级语言编程；
　　
　　·4KB片内引导程序存储器，用于实现应用程序的在线编程；
　　
　　·比80C52多一倍的512字节片内RAM，其有256字节AUXRAM；
　　
　　·PLCC和QFP封装比通常的80C51多4个I/O口，P4口具有多种功能；
　　
　　·完善的低功耗模式，特别是中断能够唤醒掉电模式；
　　
　　·可靠的加密编程，保护开发者的知识产权和劳动成果。
　　
　　三、晶振频率是决定功耗的基本环节
　　
　　在5V电压下运行于12MHz的80C51，工作电流达到十几mA，无论如何难以在电流供电环境中使用。从公式（3）和图1可以看出，工作电流与晶振频率成严格的线性关系，空闲、掉电模式的电流也有类似的线性关系。因此，尽可能地降低晶振频率能够有效地降低整机电流；但是，降低晶振频率往往会受到系统运行速度的制约，需要综合考虑各部分的工作速度和整机信息算是的速度，选择一个合适的最小晶振频率。例如，128X64点阵液晶采用并行总线访问时，整屏汉字显示刷新需要80C51单片机2MHz的时钟频率才不会感觉响应迟钝；如果采用串行方式，显示还会更慢；串行EEPROM是串行访问数据的，还有起始停止位、地址选择、应答位等开销，读写时间较长；复杂算法对系统运行速度也有较高要求。考虑到串行通信波特率精确计算，我们最终确定晶振频率为3.686MHz，最大通信波特率可达到19200bps。在这一时钟频率下，78LE516的运行电流大约为3mA。
　　
　　四.电压与CPU功耗成正比
　　
　　从式（3）还可以看到，降低80C51的供电电压能够成比例地降低功耗。由图1可知，选择3V供电电压要比5V供电电压的功耗下降一半。随着低电压CPU的选择，其它部分也要选择低电压的型号。我们选择的器件全部可以工作到2.7V，最终确定工作电压为3V，由稳压电路提供稳定的输出。此外，值得一提的是，3.3V也是一个较好的选

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